Como calcular força iônica

Escrito por john brennan | Traduzido por beatriz palma
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Como calcular força iônica
A presença de sais dissolvidos aumenta a força iônica de uma solução (Stockbyte/Stockbyte/Getty Images)

A força iônica mede a concentração de íons de um sal dissolvido em solução. Ela pode afetar significativamente as propriedades da solução e, portanto, é uma consideração muito importante na química e na física. O cálculo da força iônica pode ser feito de forma direta, mesmo em casos nos quais há vários sais dissolvidos. No entanto, é importante notar que podemos encontrá-la em termos de molaridade (mols de soluto por litro de solvente) ou molalidade (mols de soluto por quilograma de solvente). A preferência por algum desses termos depende do tipo de experimento ou do problema que deseja-se resolver.

Nível de dificuldade:
Moderado

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Instruções

  1. 1

    Escreva as fórmulas químicas dos sais dissolvidos. Dois exemplos bastante comuns são o cloreto de cálcio (CaCl2) e o cloreto de sódio (NaCl).

  2. 2

    Determine a carga de cada íon presente nos sais. Os halogênios (elementos do grupo 17 da tabela periódica) têm uma carga de -1 quando formam compostos iônicos; elementos do grupo 1 possuem carga de +1, enquanto que elementos do grupo 2 apresentam carga +2. Íons poliatômicos, como o sulfato (SO4) ou o perclorato (ClO4), possuem cargas compostas. Se o sal incluir um íon poliatômico, você pode encontrar a carga no link da seção "Recursos".

  3. 3

    Determine que quantidades de cada composto foram dissolvidas na solução. Se estiver realizando o cálculo para uma lição de casa de química, essa informação será dada para você. Caso esteja conduzindo algum tipo de experimento, deve-se possuir anotações com cada quantidade de sal adicionada à solução. Neste exemplo, será suposto que há 0,1 mol por litro de cloreto de cálcio e 0,3 mol por litro de cloreto de sódio.

  4. 4

    Lembre-se de que cada composto iônico se dissocia quando o sal é dissolvido (em outras palavras, o cloreto de cálcio se separa em íons de cálcio e de cloreto, enquanto que o cloreto de sódio divide-se em íons de sódio e também de cloreto). Multiplique a concentração inicial de cada sal pelo número de íons liberados quando ele se dissocia, encontrando assim a concentração de cada íon.

    Exemplo: quando o cloreto de cálcio (CaCl2) se dissocia, o resultado é um íon de cálcio e dois íons de cloreto. Portanto, como a concentração de cloreto de cálcio era de 0,1 mol por litro, a concentração de íons de cálcio será de 0,1 mol por litro e, a de cloreto, 0,2 mol por litro.

  5. 5

    Multiplique a concentração de cada íon pelo quadrado da carga. Adicione os resultados e multiplique o novo número por 1/2. Em outras palavras:

    Força iônica = (1/2) x soma de (concentração do íon x carga do íon ao quadrado)

    No exemplo utilizado, há 0,5 mol por litro de íons de cloreto, que possuem carga -1; 0,1 mol por litro de íons de cálcio, com carga +2; e 0,3 mol por litro de íons de sódio, que apresentam carga +1. Assim, os valores são colocados na equação da seguinte forma:

    Força iônica = (1/2) x (0,5 x (-1)^2 + 0,1 x (2)^2 + 0,3 x (1)^2) = 0,6.

    Perceba que a força iônica não possui unidade.

Dicas & Advertências

  • É possível encontrar a força iônica em termos de molalidade simplesmente convertendo uma concentração molar para concentração molal. Para converter mols por litro para mols por quilograma, encontre a massa de um litro da solução e subtraia a massa do soluto. O resultado será a massa do solvente por litro. Finalmente, divida o número de mols por litro pela massa do solvente por litro, encontrando, assim, a molalidade.

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